江苏省宿豫中学高三物理第一轮复习《第七章 机械振动与机械波》教案

31（1）、机械波[学习目标]理解机械波的概念，知道描述波的物理量有波长、频率、波速；理解波的图象的物理意义；会运用机械波的知识及波的图象解简单的问题。

[学习内容]一、机械波1、定义：2、形成条件：⑴⑵3、形成原因：思考：波的传播过程中各质点均做受迫振动吗？4、波的特点：波向前传播的是振动（形式）、波形、能量⑴介质中的各质点并不；⑵后振动的质点（填“带动”或“跟着”）先振动的质点振动；⑶各点的起振方向与波源的起振方向（填“相同”或“相反”）例1、如图为一列向左传播的横波①标出A、B两点在该时刻的振动方向②确定波源的起振方向5、波的分类：二、描述波的物理量1、波长：的距离。

⑴横波中两个相邻的或的距离为一个波长；纵波中相邻的的距离为一个波长；⑵振动在一个（几个）周期里，波在介质中传播的距离等于一个（几个）波长；例2、关于“波长等于什么”的下述说法中，正确的是A、在一个周期内，沿波的传播方向，振动在媒质中传播的距离B、两个相邻的、在振动过程中运动方向总是相同的质点间的距离C、两个相邻的、在振动过程中运动方向总是相反的质点间距离的2倍D、两个相邻的、在振动过程中运动方向总是相反的质点的平衡位置间的距离⑶波长反映了波在空间上的周期性，波传播整数个周期后，波形不变。

2、频率（周期）：⑴即为波源的振动频率（周期），介质中各质点的频率（周期）均与波源的频率（周期）相同；⑵同一列波，频率（周期）不变；⑶f（T）反应了波在时间上的周期性。

3、波速：波传播的速度⑴公式：V=S/t V=λ/T=λf ⑵同一介质、同一类波，波速相同思考：波的传播速度与介质中质点的振动速度一样吗？三、波的图象1、简谐波的图象为 曲线。

其横轴表示 ，纵轴表示 。

2、波动图象的物理意义是： 。

思考：从波的图象可求什么？例3、如图是一列简谐波的图象，波向右传播⑴求这列波的波长、振幅⑵在图中画出X 1=0.5m 、X 2=2.5m 的两个质点的位移⑶在图中标出X 3=1.0m 、X 4=1.5m 、X 5=3.5m 、X 6=4.5m 四个质点的振动方向⑷描述X 5、X 6两质点在该时刻的运动的情况，并说明哪一点先回到平衡位置⑸作出T/4后、T/4前的波形图⑹若波源的振动图象如图所示，求波的传播速度，并判断波源在1.25×10-2s 时刻的振动方向。

32（1）、波的特有现象多普勒效应[学习目标]理解波的叠加原理；掌握波的衍射、干涉现象及其规律；知道多普勒效应及其产生原因；了解超声波及其应用。

[学习内容]一、波的叠加原理（独立传播原理）：几列波相遇时能够保持各自的运动状态，继续传播，在它们重叠的区域里，介质的质点同时参与这几列波引起的振动，质点的总位移等于这几列波单独传播时引起的位移的矢量和。

例1、两列波相向传播，如图，在它们相遇时出现如下图中的几种情况，则可能发生的是A、图b、cB、图a、bC、图b、c、dD、图c、d二、波的衍射：波可以绕过障碍物继续传播的现象。

能够发生明显衍射现象的条件是：障碍物或小孔的尺寸跟波长差不多。

例2、下列关于波的衍射说法正确的是A、衍射是一切波的特性B、波长与孔宽差不多时，能发生明显衍射C、在孔宽一定的情况下，波长越大越容易发生衍射D、在波长一定的情况下，孔宽越大越容易发生衍射三、波的干涉：⑴频率相同的两列波叠加，使某些区域的振动加强，某些区域的振动减弱，而且振动加强的区域和振动减弱的区域相互隔开的现象。

⑵要得到稳定的干涉现象，两个波源必须是相同，振动方向相同的相干波源。

⑶某点到两波源的路程差△S是波长的整数倍则振动加强，半波长的奇数倍则减弱。

思考：如图，在波的干涉现象中，振动加强区域中质点a、b的位移是否可以为零？振动减弱区域中质点c的位移是否可以不为零？例3、在水平面上有两个完全相同的振源s1和s2，在和s1、s2连线的中垂线上有a、b、c三点，已经在某一时刻两列波的波峰在a点相遇，波谷在c点相遇，b为a、c连线中点如图，以下结论正确的是A、a、c两点是振动加强点，b点是振动减弱点B、a、b、c三点都是振动加强点C、a、b、c三点的位移都可能为零D、ac连线上所有点都为振动加强点注意：⑴衍射、干涉是波特有的现象。

当机械波从一种介质进入另一种介质时，在两种介质的分界面，同样可以发生反射和折射现象。

⑵不论是振动加强区或是减弱区，各质点的振动周期都与波源的周期相同，各质点的振动位移是周期性变化的。

机械振动和机械波一、简谐运动的基本概念1．定义物体在跟偏离平衡位置的位移大小成正比，并且总指向平衡位置的回复力的作用下的振动，叫简谐运动。

表达式为：F = -kx 。

这是简谐运动的充要条件。

⑴简谐运动的位移必需是指偏离平衡位置的位移。

也就是说，在争辩简谐运动时所说的位移，其起点都默认是在平衡位置处。

⑵回复力是一种效果力。

是振动物体在沿振动方向上所受的合力。

⑶“平衡位置”不等于“平衡状态”。

平衡位置是指回复力为零的位置，物体在该位置所受的合外力不愿定为零。

（如单摆摆到最低点时，沿振动方向的合力为零，但在指向悬点方向的合力却不等于零，所以并不处于平衡状态）⑷F=-kx 中的k 是回复力系数，即简谐运动的判定式F = -kx 中的比例系数，对于弹簧振子k 恰好就是弹簧的劲度，对其它简谐运动它就不再是弹簧的劲度了。

2．简谐运动过程中几个重要的物理量间的关系要娴熟把握做简谐运动的物体在某一时刻（或某一位置）的位移x 、回复力F 、加速度a 、速度v 这四个矢量的相互关系。

（这四个量都是变量）⑴由定义知：F ∝x ，方向相反；⑵由牛顿其次定律知：F ∝a ，方向相同； ⑶由以上两条可知：a ∝x ，方向相反；⑷当振子向平衡位置移动时v 增大，而x 、F 、a 均减小；这时v 与a 、F 同向，而与x 反向；当振子远离平衡位置移动时v 减小，而x 、F 、a 均增大；这时v 与a 、F 反向，而与x 同向。

3．从总体上描述简谐运动的物理量振动的最大特点是往复性或者说是周期性。

因此振动物体在空间的运动有确定的范围，用振幅A 来描述；在时间上则用周期T 来描述完成一次全振动所须的时间。

⑴振幅A 是描述振动强弱的物理量。

（确定要将振幅跟位移相区分，在简谐运动的振动过程中，振幅是不变的，而位移是转变的）对同一个振动系统而言，振幅大就是振动强。

简谐运动中振动系统的动能和势能在相互转化过程中，总机械能是守恒的。

⑵周期T 是描述振动快慢的物理量。

机械振动与机械波一、基础知识1. 简谐运动2π （ 1）位移表达式：x=Asin( ωt+ φ)，x 表示距离平衡位置的距离，A 表示振幅， ω表示角速度ω= ，φT表示起始位置的角度。

（ 2）特征： 回复力与相对平衡位置的位移成正比。

F=-kx 或 F=-mglx（ 3）周期： 弹簧振子 T=2πm；单摆 T=2πl k g2. 机械波（ 1）特点： 每个质点都以它的平衡位置为中心做简谐运动，后一质点的振动总是落后于前一质点的 振动。

波的传播只是振动形式的传播，质点不随波移动。

（ 2）振动图像： 表示一个质点一段时间内的活动，记录各个时刻相对平衡位置的位移，随时间的推移，图像将沿横坐标正方向延伸，原有图像不发生变化。

（ 3）波动图像： 表示某时刻各个质点相对平衡位置的位移，随时间推移，波的图像将沿波的传播方 向平移，每经过一个周期，图像又恢复原来的形状。

λs （ 4 ）波的速度： v= T = t（ 5）质点的位移和路程：在半周期内，质点的位移为2A ，若t=nT，则路程 s=2nA 。

当质点的初2 始位移为 x 0时，经过 T的奇数倍时， x 1=-x 0，经过 T的偶数倍时， x 2 0 。

22 =x二、习题1.一列沿 x 轴正方向传播的简谐机械横波 ,波速为 4m/s 。

某时刻波形如图所示,下列说法正确的是 ( D)A. 这列波的振幅为 4 cmB. 这列波的周期为 1 sC.此时 x= 4m 处质点沿 y 轴负方向运动D. 此时 x= 4m 处质点的加速度为λ振幅为 2cm ， A 错。

T= v =2s ， B 错。

同侧法 x=4m 处质点沿 y 轴正方向运动， C 错。

平衡位置的质点速度最大，加速度为 0，D 对。

2.一列横波在x 上播。

t= 0s ,x 上0 至12m 区域内的波形象如所示(x= 8m 的点P 恰好位于平衡位置),t= 1.2s ,其恰好第三次重复出示的波形。

根据以上的信息,不能确定的是( C )A. 波的播速度的大小B. t= 1.2s 内点P 的路程C.t= 0.6s 刻点P 的速度方向D. t= 0.6s 刻的波形1.2s 第三次重复出示的波形，明周期T=0.6s，波知道，可以确定波速， A 。

江苏省2011届高三物理一轮教案机械波教学目标：1．掌握机械波的产生条件和机械波的传播特点（规律）；2．掌握描述波的物理量——波速、周期、波长；3．正确区分振动图象和波动图象，并能运用两个图象解决有关问题4．知道波的特性：波的叠加、干涉、衍射；了解多普勒效应教学重点：机械波的传播特点，机械波的三大关系（波长、波速、周期的关系；空间距离和时间的关系；波形图、质点振动方向和波的传播方向间的关系）教学难点：波的图象及相关应用教学方法：讲练结合，计算机辅助教学教学过程：一、机械波1．机械波的产生条件：①波源（机械振动）②传播振动的介质（相邻质点间存在相互作用力）。

2．机械波的分类机械波可分为横波和纵波两种。

（1）质点振动方向和波的传播方向垂直的叫横波，如：绳上波、水面波等。

（2）质点振动方向和波的传播方向平行的叫纵波，如：弹簧上的疏密波、声波等。

说明：地震波既有横波，也有纵波。

3．机械波的传播（1）在同一种均匀介质中机械波的传播是匀速的。

波速、波长和频率之间满足公式：v=λ f。

（2）介质质点的运动是在各自的平衡位置附近的简谐运动，是变加速运动，介质质点并不随波迁移。

（3）机械波转播的是振动形式、能量和信息。

（4）机械波的频率由波源决定，而传播速度由介质决定。

4．机械波的传播特点（规律）：（1）前带后，后跟前，运动状态向后传。

即：各质点都做受迫振动，起振方向由波源来决定；且其振动频率（周期）都等于波源的振动频率（周期），但离波源越远的质点振动越滞后。

（2）机械波传播的是波源的振动形式和波源提供的能量，而不是质点。

5．机械波的反射、折射、干涉、衍射一切波都能发生反射、折射、干涉、衍射。

特别是干涉、衍射，是波特有的性质。

（1）干涉 产生干涉的必要条件是：两列波源的频率必须相同。

需要说明的是：以上是发生干涉的必要条件，而不是充分条件。

要发生干涉还要求两列波的振动方向相同（要上下振动就都是上下振动，要左右振动就都是左右振动），还要求相差恒定。

学习资料第七章机械振动和机械波素养导读备考定向第1节机械振动必备知识预案自诊知识梳理一、简谐运动1。

概念质点的位移与时间的关系遵从的规律，即它的振动图像(x—t图像）是一条。

2.平衡位置①物体在振动过程中为零的位置。

3.回复力（1)定义：使物体返回到的力。

（2)方向：时刻指向.(3）来源:属于力，可以是某一个力，也可以是几个力的或某个力的。

4。

简谐运动的两种模型模弹簧振子单摆型示意图续表②注：单摆振动时在平衡位置回复力为零,但摆球所受合力不为零.5.描述简谐运动的物理量频率振动物体内完成全振动的次数倒数：T= 1f续表物理量定义意义相位ωt+φ描述质点在各个时刻所处的不同状态二、简谐运动的公式和图像1。

简谐运动的表达式(1）动力学表达式：F= ，其中“-”表示回复力与位移的方向相反.(2）运动学表达式:x= ，其中A代表振幅,ω=2πf表示简谐运动的快慢，(ωt+φ)代表简谐运动的相位,φ叫作。

2.简谐运动的图像(1)从开始计时,函数表达式为x=A sin ωt，图像如图甲所示。

(2）从开始计时,函数表达式为x=A cos ωt，图像如图乙所示。

三、受迫振动及共振1.受迫振动系统在作用下的振动.做受迫振动的物体，它的周期(或频率）等于的周期（或频率),而与物体的固有周期（或频率）关。

2.共振做受迫振动的物体,它的固有频率与驱动力的频率越接近,其振幅就越大,当二者时，振幅达到最大，这就是共振现象。

共振曲线如图所示。

考点自诊1.判断下列说法的正误。

（1）简谐运动的回复力可以是恒力.（)（2）简谐运动的平衡位置就是质点所受合力为零的位置。

(）(3)做简谐运动的质点先后通过同一点,回复力、速度、加速度、位移都是相同的。

（）（4)简谐运动的周期与振幅成正比.(）（5）物体做受迫振动时，其振动频率与固有频率无关.()2.如图所示,弹簧振子在B、C间振动，O为平衡位置，BO=OC=5 cm。

若振子从B到C的运动时间是1 s，则下列说法中正确的是（）A。

高三物理教案：《机械振动和机械波》教学设计课前练习1．关于振幅的下列叙述中，正确的是A.振幅是振动物体离开平衡位置的最大距离B.振幅是表示振动强弱的物理量，振幅越大，振动的能量越大C.做简谐振动的质点在一个周期内通过的路程等于4倍振幅D.振幅越大，完成一次全振动的时间越长2.质点做简谐运动，从质点经过某一位置时开始计时，下列说法正确的是A.当质点再次经过此位置时，经过的时间为一个周期B.当质点的速度再次与零时刻的速度相同时，经过的时间为一个周期C.当质点加速度再次与零时刻的加速度相同时，经过的时间为一个周期D.当质点经过的路程为振幅的4倍时，经过的时间为一个周期3.下列说法中正确的是A.实际的自由振动必然是阻尼振动B.在外力作用下的振动是受迫振动C.阻尼振动的振幅越来越小D.受迫振动稳定后的频率与自身物理条件无关知识要点1．机械振动：指物体（或物体的一部分）,在某一位置（平衡位置）两侧所作的往复运动。

2．回复力：使物体回到平衡位置的合力。

回复力与向心力一样都是根据其作用的效果命名的。

3．全振动：振动物体完全恢复原来的运动状态所需要的最短过程叫一次全振动，也是物体连续通过四倍振幅的振动，物体完成一次全振动位移、速度恢复到原值。

4．振动的位移：指由平衡位置指向振子所在处的有向线段。

5.振幅A:物体离开平衡位置的最大距离，等于位移的最大值。

振幅是表示物体振动的强弱（或振动的能量的大小）的物理量。

6.周期T:振动物体完成一次全振动所需要的时间；频率是周期的倒数。

周期和频率都是表示振动快慢的物理量。

7.受迫振动:物体在周期性的驱动力的作用下的振动。

受迫振动的频率跟物体的固有频率无关，等于驱动力的频率。

在受迫振动中，驱动力的频率等于物体的固有频率时，受迫振动的振幅最大，这种现象叫做共振。

8.振幅越来越小的振动叫做阻尼振动。

振幅保持不变的振动即等幅振动，叫做无阻尼振动。

问题导引通过本节的复习，你要牢固掌握有关振动的概念，为后面复习简谐运动的规律作好准备。